遥感应用(完整版)

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A squadron of pigeons equipped with lightweight 70-mm aerial cameras.
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The balloon being inflated by using portable hydrogen generating system during the Civil War .（1862）
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1.遥感的概念（Remote Sensing）
遥感定义（北大版）：通过遥感器这类对电磁波敏感的仪 器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物， 获取其反射、辐射或散射的电磁波信息，进行处理、分析 与应用的一门科学和技术。
主动遥感：传感器主动发射一定电磁波能量并接收目标的 后向散射信号。
被动遥感：传感器不向目标发射电磁波，仅被动地接收目 标物的自身发射和对自然辐射的反射能量。
（空间分辩率越来越高）
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（4）高光谱遥感的发展，使得遥感的波段宽度从 早期的0.4 （黑白摄影）、0.1 （多光谱扫描） 到5nm（成像光谱仪），遥感器波段宽度窄化， 针对性更强，可以突出特定地物反射峰值波长的 微小差异；同时，成像光谱仪等的应用，提高了 地物光谱分辨力，有利于区别各类物质在不同波 段的光谱响应特性。
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（2）大、中、小卫星相互协同，高、中、低轨道 相结合，在时间分辨率上从几小时到18天不等， 形成一个不同时间分辨率互补系列。
（不同时间分辨率互补）
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卫星相互协同
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（3）随着高空间分辨力新型传感器的应用，遥感 图像空间分辨率从1KM、500m、250m、80m、 30m、20m、10m、5m发展到1m，军事侦察卫星 传感器可达到15cm或者更高的分辨率。空间分辨 率的提高，有利于分类精度的提高，但也增加了 计算机分类的难度。
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2.遥感系统（Remote Sensing System）
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2.遥感系统（Remote Sensing System）
1）目标物的电磁波特性_遥感信息源 任何目标物都具有发射、反射、吸收电磁波的性质。
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2.遥感系统（Remote Sensing System）
2）信息的获取
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2.遥感系统（Remote Sensing System）
3）信息的接收
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2.遥感系统（Remote Sensing System）
4）信息的处理—遥感卫星地面站 接收、处理、存档、分发各类地球资源遥感卫星 数据并进行相关技术研究，为遥感应用提供数据 服务。
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2.遥感系统（Remote Sensing System）
5）信息的应用
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整个现代遥感技术体系
各应用部门
遥感信 息传输
用户
遥感成像机 理与模型
分发
目标提取与识别
(自动化、智能化)
数据处理 (高光谱、高分辨率、雷达)
多源数据融合与集成
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（10）遥感的商业化
美国海军EP-3侦察机，IKONOS 2
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7.遥感研究需解决的问题
•海量数据：有效存储、管理、使用
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1.遥感的概念（Remote Sensing）
Remote sensing is the science (and to some extent, art) of acquiring information about the Earth's surface without actually being in contact with it. This is done by sensing and recording reflected or emitted energy and processing, analyzing, and applying that information. (Canada Centre for Remote Sensing： CCRS) 综合技术 对象：地面 载体：电磁波（主要） 目的：地面物质的性质和运动状态（周期性、重复性） 过程：成像、传输、处理、应用
–成像传感器
–摄影传感器 –扫描成像传感器 –雷达成像传感器
–非成像传感器
高度辐射计
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非图像方式
非扫描
微波辐射计 地磁测量仪 重力测量仪 傅立叶光谱仪 其他
被动方式
图像方式(照相机)
黑白 天然彩色 红外 彩色红外 其他
扫描 (图像方式)
像面扫描 物面扫描
电视摄像机 固体扫描仪(CCD) 光机扫描仪 固体扫描仪
（1）随着热红外成像、机载多极化合成孔径雷达、 高分辨力表层穿透雷达和星载合成孔径雷达技术 日益成熟，遥感波谱域从最早的可见光向近红外、 短波红外、热红外、微波方向发展，波谱域的扩 展将进一步适应各种物质反射、辐射波谱的特征 峰值波长的宽域分布。
（波段范围扩展(从可见光、近红外、发展到中 远红外、微波)）
课程介绍
教学目的:
理解遥感科学相关的物理概念，了解遥感的过 程，掌握对地遥感的基本原理和方法。
了解国内外最新的遥感技术和手段。 培养一定的遥感实验能力。 奠定进行遥感科学研究的基础。
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参考资料
• 《遥感概论》，彭望碌等， 高等教育出版社，2002 • 《遥感导论》，梅新安等， 高等教育出版社，2001 • 《遥感应用分析原理与方法》 ，赵英时，科学出版社， 2003 • 《遥感地学分析》，陈述彭、赵英时，测绘出版社， 1990 . • 《遥感精解》，〈日〉遥感研究会编，刘勇卫、贺雪 鸿译，测绘出版社，1993 . • 《遥感大词典》，陈述彭 主编，科学出版社，1990. • 《遥感手册》（共十二分册），国防工业出版社 • Remote sensing and image interpretation, 4th edition, Thomas M. Lillesand and Ralph W. Kiefer, John Wiley & Sons, Inc., 1999.
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遥感简介
概念
技术系统
遥感特点
发展简史 发展趋势
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1.遥感的概念（Remote Sensing）
遥感一词来自英语Remote Sensing，即“遥远感 知”。 中国古代： 顺风耳（声音、空气、耳朵） 千里眼（物体、光、眼睛） 上学期地质学： 重力 磁力 地震波
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1.遥感的概念（Remote Sensing）
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5.2 我国的遥感发展
• 50年代组建专业飞行队伍，开展航摄和应用
• 70年4月24日，第一颗人造地球卫星
• 75年11月26日，返回式卫星，得到卫星像片
• 80年代空前活跃，六五计划遥感列入国家重点 科技攻关项目
• 西部大开发中的生态和环境问题 • 载人航天 • 探月工程
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6.遥感技术发展趋势
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◆ 1960年美国发射了TIROS-1和NOAA-1太阳同步卫星 ◆1972年ERTS-1发射（后改名为Landsat-1），装有 MSS传感器，分辨率79米 ◆1982年Landsat-4发射，装有TM传感器，分辨率提高 到30米 ◆1986年法国发射SPOT-1，装有PAN和XS传感器，分辨 率提高到10米 ◆1988年9月7日中国发射的第一颗“风云1号气象卫星” ◆1999年美国发射的IKNOS，空间分辨率提高到1米 ◆1999年10月14日中国成功发射资源卫星1号
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非扫描(非图像方式)
主动方式
微波散射计 微波高度计 激光光谱仪 激光高度计 激光水深计 激光测距仪 微波辐射计 真实孔径雷达
物面扫描 扫描(图像方式)
合成孔径雷达 像面扫描（被动型相控阵雷达）
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3.遥感的类型
按应用领域划分 ：
外层空间遥感、 大气层遥感、 陆地遥感、 海洋遥感。
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4.遥感的特点
按传感器的探测波段分 ：
紫外遥感：0.05-0.38μm 可见光遥感：0.38-0.76μm 红外遥感：0.76-1000μm 微波遥感：1mm-10m 多波段遥感：指探测波段在可见光波段和红外波段范围内， 再分成若干窒窄波段来探测。
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3.遥感的类型
按工作方式划分 ：
主动遥感与被动遥感
成像遥感与非成像遥感
广义理解，泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、 力场、机械波(声波、地震波)等的探测。 实际工作中，重力、磁力、声波、地震波等的探测被划为 物探(物理探测)的范畴。因而，只有电磁波探测属于遥感的 范畴。
狭义的遥感： 遥感是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目 标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征 性质及其变化的科学及综合性探测技术。
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气球 系留气球 （<5km）
飘浮气球 （<50km）
航空遥感
飞机
高空飞机 （>15km） 中空飞机 （9-15km） 低空飞机 （<9km）
高塔 （<300m)
地面遥感
车船 （<30m) 观测架 （几米）
百度文库
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多光谱扫描仪
雷达天线
机载PHI扫描系统
遥感飞机
高空机载遥感系统
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3.遥感的类型
• • • • •
大面积同步观测 时效性强 数据的综合性和可比性好 较高的经济和社会效益 一定的局限性
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5.遥感发展简史 5.1遥感发展阶段
（1）无记录的地面遥感阶段（1608-1838年） 1609年出现望远镜；最早使用“遥感”一词的是美国海 军研究局的艾 弗林· 普鲁伊特 (Evelyn. L. Pruit,1960)。 （2）有记录的地面遥感阶段（1839-1857年） 摄影技术的发明，并与望远镜相结合为远距离摄影 （3）空中摄影遥感阶段（1858-1956年） 1858 年陶纳乔（ Gaspardd Felix Tournachon）用系 留气球拍摄了法国巴黎的“鸟瞰”像片 。 一战、二战：军事侦察 航空摄影 微波雷达、红外 （4）航天遥感阶段（1957-）
IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, US
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1926 年的Robert Goddard (1889-1945)及他的 第一个液体燃料火箭
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第一颗人造地球卫星 Sputnik I (前苏联) October 4, 1957
(about the size of a basketball, weighing 83 kg [182 lb]), with radio and one scientific instrument)
（光谱分辩率越来越高）
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（5）机载三维成像仪和干涉合成孔径雷达的发展 和应用，将地面目标由二维测量为主发展到三维 测量。 （多角度遥感） （6）各种新型高效遥感图像处理方法和算法将被 用来解决海量遥感数据的处理、校正、融合和遥 感信息可视化。 （海量遥感数据处理、融合）
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（7）遥感分析技术从“定性”向“定量”转变， 定量遥感成为遥感应用的发展热点。 （遥感从定性到定量分析） （8）建立适用于遥感图像自动解译的专家系统， 逐步实现遥感图像专题信息提取自动化。 （遥感图像自动解译的专家系统） （9）3S一体化
•数据融合与压缩、识别
•定量遥感、新型数据处理
•国际合作
•高分辨率影像问题
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科技期刊（中文） 遥感学报，北京 中国图象图形学报，北京 遥感技术与应用，兰州 遥感信息，北京
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科技期刊（英文）
Remote Sensing of Environment, US International Journal of Remote Sensing, UK Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, US
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3.遥感的类型
按遥感平台分
卫星—航天遥感
航空遥感
探测器——航宇遥感
地面遥感
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按平台高度分类
航天遥感
地球同步卫星 （36000 km） 轨道卫星 长寿命(500-1000 km) 太阳同步卫星 短寿命(150-500 km) 载人飞船 （<500 km) 航天飞机 （<300 km) 探空火箭 （100-650 km)
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发射Sputnik I 用的Semiorka火箭
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Apollo 8于 1968 年圣诞期间经过月球表面拍摄到的地球 照片
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盐湖城的系列图像
Salt Lake City
摩门教堂
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盐湖城的系列图像
Salt Lake 山地
盐湖城 沙漠
Lake Utah Landsat 1 MSS( 79 m) ，ERTS-1发射后15天 (1972.8.7)，犹他州中北部